糖尿病足潰瘍難愈的分子生物學機制研究現狀*

楊 婷，柳國斌

（上海中醫藥大學附屬曙光醫院，上海201203）

糖尿病是以持續高血糖為基本生化特征的代謝性疾病，是目前公認的醫學難題，尤其是糖尿病的一系列并發癥更為棘手。糖尿病患者皮膚易受損，糖尿病足潰瘍是最常見的糖尿病慢性并發癥之一，也是導致糖尿病患者截肢和死亡的最主要原因之一[1]。在全球越來越多的糖尿病患者中，4%～10%的患者受到糖尿病足潰瘍的折磨，終身發病率高達25%[2]。糖尿病足潰瘍以高發生率、高致殘率、高死亡率以及高費用嚴重影響患者的生活質量甚至威脅生命。糖尿病足潰瘍創面難以愈合已成為臨床研究的重點和難點。為了降低糖尿病足潰瘍的致殘率和死亡率，國內外學者從多個方面研究了導致糖尿病潰瘍難愈的機制。現就近10 年來關于糖尿病足潰瘍愈合的分子生物學機制的研究現狀進行整理論述。

1 表皮干細胞與糖尿病潰瘍創面難愈

干細胞具有無限的自我更新能力，目前干細胞技術也廣泛應用于創面修復。Eun Key Kim[3]將從成體干細胞（Adult stem cell，ASCs）中分離出來的脂肪間充質干細胞用于治療糖尿病裸鼠缺血性創面，療效值得肯定。而表皮干細胞（Epidermal stem cell，ESCs）是皮膚組織的一種特異性干細胞，可以多向分化，具有較強的增殖能力，是皮膚創面修復的關鍵因素。田曉紅等[4]的基礎實驗研究通過觀察糖尿病大鼠與正常大鼠創傷后創面不同時期的表皮干細胞數量的變化以及創面的愈合率，發現糖尿病大鼠創面的ESCs 數量明顯少于正常對照組，并且糖尿病大鼠創面表皮干細胞的活性也明顯低于正常組。角蛋白是表皮細胞的結構蛋白，隨著表皮細胞分化程度的不同，表皮細胞表達不同的角蛋白，1 表皮干細胞的表達即為角蛋白19（Keratin19，K19），表皮干細胞表面高表達β1 整合素，而有絲分裂后細胞及終末分化細胞不表達β1 整合素，所以黃飛[5]等人通過鑒定表皮干細胞標志物K19 和β1 整合素來研究ESCs 的生物學特性，發現糖尿病創面兩者的表達均不如正常組創面，進一步提示了糖尿病創面表皮干細胞增殖能力的減弱。另外，鐘清玲[6]等人運用表皮干細胞治療糖尿病創面的對照試驗中發現，表皮干細胞治療組7d 后創面明顯縮小，治療14d 后，創面基本愈合，與對照組比較，創面的愈合率明顯增高（P＜0.01）。創面表皮干細胞數量的減少、生物活性增殖能力的減弱糖尿病潰瘍創面難以愈合有著密不可分的聯系。

2 血管抑素結合蛋白與糖尿病潰瘍創面難愈

血管生成抑制素結合蛋白（Angiomotin Amot）是近年來研究發現的血管生成抑制因子Angiostatin的結合蛋白。血管抑素結合蛋白是一個血管形成的正調節因子，在生理性和病理性的血管生成中都扮演著重要的角色。它通過對細胞運動、管狀結構的形成和穩定、趨化及極性、絲狀偽足的數量、細胞形態維持、細胞骨架重排等的影響來促進血管生成。研究[7]已表明糖尿病潰瘍創面的形成機制之一是糖尿病血管病變。早期的時候就有Sashwati Roy[8]在研究小鼠皮膚創面感染時期變化的創面邊緣轉錄時發現血管抑素結合蛋白也對創面的愈合進行調控，并且發揮了重要作用。而褚月頡[9]等人通過實驗研究，測定不同創面Amot mRNA 的表達，發現糖尿病缺血性潰瘍創面及正常的對照組創面均有Amot mRNA 的表達，而在糖尿病缺血性潰瘍創面組的表達量明顯少于對照組。糖尿病潰瘍創面嚴重影響了能促進血管生成并積極調控創面愈合的血管抑素結合蛋白的表達。

3 晚期糖基化終末產物的蓄積與糖尿病潰瘍創面難愈

晚期糖基化終末產物（Advanced glycation end products，AGEs）是由還原糖、醛基以及蛋白質N 端游離氨基酸或賴氨基酸殘基的ε-氨基團，在生理環境中經非酶促糖基化反應形成的幾種復雜分子結構的總稱，正常人體內這種反應進行非常緩慢。而有研究[10]表明，在糖尿病患者體內，由于生化代謝異常，特別是血糖濃度長時間處于高水平的狀態，使機體內非酶促糖基化反應明顯加速，從而容易引起AGEs 的蓄積。勞國娟等人[11]的實驗研究發現，AGEs抑制了細胞增殖，還顯著誘導了在創面修復過程中起重要作用的成纖維細胞的凋亡。有研究者[12]通過對糖尿病足部潰瘍創面的組織學特征進行動態觀察，發現糖尿病創面皮膚組織局部AGEs 有明顯蓄積。糖尿病潰瘍患者長期的高血糖狀態使皮膚局部組織非酶促糖基化反應增加，使得AGEs 堆積，從而引起組織細胞結構和功能的異常，使內皮祖細胞功能障礙，促進了成纖維細胞的凋亡，進而導致創面難以愈合。故而有學者運用抑制AGEs 的一種親核肼化物氨基胍來治療糖尿病潰瘍大鼠創面，發現氨基胍治療組比對照組更有利于糖尿病潰瘍創面的愈合。

4 瘦素與糖尿病潰瘍創面難愈

瘦素（Leptin）是一種脂肪因子，主要由脂肪組織分泌，是第1 個被定性的脂肪細胞分泌蛋白，由ob 基因編碼，是由167 個氨基酸殘基組成的親水性蛋白。大量文獻研究[13]表明，脂肪組織可以促進創面愈合。國外的研究[14-15]也發現瘦素參與了創面愈合的全過程。李培兵[16]實驗也發現，瘦素可以促進創面膠原蛋白的合成，進而使肉芽組織生長加快，從而促進創面的愈合。也有研究[17-18]證實，瘦素可經JAK2/STAT3 信號傳導對促進表皮角質形成細胞增殖，從而促進上皮再生。而早在2003 年德國學者Itamar[19]發現，與對照組創面相比，糖尿病足潰瘍患者創面皮膚組織中卻沒有Leptin 受體的表達。而后，曹瑛[20]運用反轉錄PCR 法檢測對比糖尿病皮膚潰瘍邊緣皮膚與正常皮膚上的瘦素（Leptin）及其受體（OB-RL）mRNA 的表達，發現：Leptin mRNA 的表達在對照組及觀察組表達分別為（0.46±0.05）%和（0.23±0.02）%，OB-RLmRNA 在對照組及觀察組表達分別為（0.44±0.09）%和（0.28±0.03）%，并且差異均有統計學意義（P＜0.01）。瘦素及其受體mRNA 在糖尿病潰瘍邊緣皮膚組織的表達均少于正常皮膚組織，糖尿病潰瘍皮膚組織對瘦素無法產生敏感反應，其促進愈合的信號傳導障礙，延緩了創面的愈合。而使用能促進糖尿病創面局部組織中瘦素及其受體表達的中藥[21]，使瘦素表達水平基本正常，可以有效縮短創面愈合的時間。

5 神經生長因子與糖尿病潰瘍創面難愈

國外研究表明，約90%的糖尿病足患者伴隨有糖尿病周圍神經病變，患者足部感覺功能減退，對來自外界和自身的刺激不敏感。神經生長因子（Nerve growth factory，NGF）是最早發現的神經營養因子，對周圍神經元的發育、分化、生長、再生和功能特性的表達均具有重要的調控作用。有學者[22]實驗研究發現，在創面愈合的全過程中，神經生長因子在糖尿病大鼠創面上的表達均低于正常大鼠創面。李炳輝[23]也通過定量實驗發現，神經生長因子在糖尿病缺血創面組織中的表達明顯降低。而國外研究者GraianiG[24]也發現，為大鼠注射外源性NGF 可促進潰瘍愈合。張冀北[25]也發現，局部運用神經生長因子可以上調Bcl-2、Bax 的表達而抑制糖尿病大鼠潰瘍創面血管內皮細胞的凋亡。糖尿病潰瘍創面神經生長因子的缺乏，特別是形成肉芽組織的主要細胞成分成纖維細胞上的NGF 的缺乏，血管生成受到抑制，創面難以愈合。

6 神經肽P 物質與糖尿病潰瘍創面難愈

P 物質（substanceP，SP）是具有碳鏈末端結構的11 肽，廣泛分布于外周和中樞神經系統，是速激肽家族中重要的神經肽類物質之一，是血管活性物質。研究[26]已表明，SP 通過調節炎性反應、修復必要細胞因子在創面修復過程中發揮重要的作用。Hanna Galkowska[27]的實驗研究表明，糖尿病患者不僅血糖水平高于正常組織，其局部皮膚中糖的含量也比正常皮膚高，高血糖的微環境使得感覺神經元表達的神經肽基因編碼的mRNA 減少，從而使SP合成減少。倪濤等人[28]則通過建立糖尿病潰瘍創面模型，檢測創面組織P 物質的表達，發現糖尿病潰瘍組各個時相點創面組織上SP 的表達均明顯低于對照組（P＜0.05），并且發現糖尿病組與對照組大鼠創面SP 的表達在創面形成后7d 時最為明顯（P＜0.01）?；谏鲜鲅芯拷Y果，郭文治[29]等應用外源性SP 在糖尿病大鼠皮膚創面試驗，發現運用SP 的實驗組創面愈合面積高于同時段的對照組（P＜0.01），且愈合時間比對照組縮短了1 周。神經肽P 物質[30]通過刺激創面成纖維細胞生長因子的表達并參與表皮干細胞的增殖、遷移、分化的調控來促進創面的愈合，而糖尿病潰瘍創面SP 代謝快，表達減少，創面難以愈合。

7 缺氧誘導因子-1 與糖尿病潰瘍創面難愈

缺氧誘導因子-1（Hypoxia inducible factor-1，HIF-1）普遍存在于人和哺乳動物細胞內，只有在缺氧條件下HIF-1 才可穩定表達。在皮膚創面缺氧的環境下，誘導HIF-1α 的表達增加，從而上調SDF-1的表達。研究[31]已經表明，SDF-1 參與了皮膚創面愈合的炎癥期和增生期以及新血管的生成，可以促進創面的愈合。目前，臨床利用高壓氧治療糖尿病足潰瘍取得了明顯的臨床效果，進一步提示了糖尿病潰瘍創面組織處于缺氧的環境。景麗峰[32]的研究卻發現，糖尿病潰瘍創面在愈合過程中HIF-1α 的表達水平低于正常小鼠，不能有效地上調SDF-1 的表達，創面局部血管生成障礙，愈合延遲。李雪晶[33]在研究一效膏治療糖尿病潰瘍時，發現實驗組創面HIF-1 的表達及創面愈合率均高于對照組，且差異具有統計學意義。

8 一氧化氮與糖尿病潰瘍創面難愈

一氧化氮（Nitric oxide，NO）是一種新型生物信使分子，其生成依賴于一氧化化氮合成酶（nitric oxide synthase，NOS）。炎癥反應期是創傷愈合的必經階段，研究結果表明，NO 可以產生于人體內多種細胞，當體內巨噬細胞和多形核白細胞被激活時時，能產生大量的誘導型NOS，從而合成大量的NO，在促進創面愈合的過程中發揮著重要作用。早期就有You-Fu Xie[34]等人發現，針刺可以提高組織NO 的含量，從而減輕創面早期的進行性損害。張朝暉[35]等通過實驗研究發現，中醫藥化腐再生法可以有效促進糖尿病潰瘍創面的愈合，在創面愈合的過程中，化腐再生組創面NO 含量明顯高于對照組。任校峰[36]也發現，運用一氧化氮合劑可以有效促進糖尿病小鼠創面的愈合。國外有Mihir GUPTA[37]在研究外用芬太尼促進糖尿病大鼠創面愈合的實驗中發現，局部應用芬太尼可以通過提高NO 含量，促進血管、淋巴管及周圍神經再的生來促進糖尿病大鼠創面的愈合。

9 小結與展望

從分子生物學的基礎研究方面深入探究糖尿病足潰瘍難以愈合的機制，以期為糖尿病足潰瘍患者創面的愈合縮短時間，提高生活質量，減少截肢率，提高生存率提供更加有效的治療方案。但是，糖尿病足潰瘍屬于臨床上常見的慢性難愈性潰瘍之一，其難以愈合的原因是復雜的，不僅僅是上述機制，還包括有巨噬細胞[38]在創面不同時期的浸潤、各類miRNA[39]的異常表達等多方面因素，需要進一步的深入探索驗證。

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